Nucleation and growth of potassium colloids in KCl single crystals

Abstract

The kinetics of nucleation and growth of potassium colloids in additively coloured KCl single crystals has been investigated for various annealing temperatures and initial F centre concentrations. Detailed data on the evolution of F centre concentration, colloid concentration and colloid radius have been obtained. A loss of potassium occurs during the annealing and markedly influences the observed behaviour. A diffusion-limited model is proposed to explain the F centre aggregation kinetics. It roughly accounts for the dependence of the colloid radius with annealing temperature. The agreement is greatly enhanced when the potassium losses are taken into account. La cinétique de nucléation et croissance de colloïdes de potassium a été etudiée dans des monocristaux de KCl colorés aditivement, pour températures de récuit et concentrations initiales de centres F différentes. Nous présentons des résultats détaillés sur l'évolution de la concentration de centres F, la concentration de colloïdes et le rayon colloïdal. Des pertes de potassium à l'extérieur du cristal ont lieu pendant le récuit, et influencent remarquablement le comportement observé. Nous proposons un modèle théorique de diffusion pour expliquer la cinétique d'agrégation des centres F. Il s'accorde grossièrement avec la dépendence du rayon colloïdal avec la température de récuit. L'accord est fortement amelioré quand les pertes de potassium sont prises en considération.